cuantica schrodinger
domingo, 6 de noviembre de 2011
, Posted by AlbeRtO at 11/06/2011 06:25:00 a. m.
No puedo describir una aplicación de cada tema ya mencionado en el marco teórico, porque tal vez no lo haya no lo sé con certeza. Pero me enfocare mas en lo que es para mí lo más importante que es la ecuación de Schrödinger sin dejar atrás los demás temas que bien solo son complementarios a la ecuación de Schrödinger. Como veremos en la aplicación del acelerador de partículas,
Pero antes intentare resumir lo más importante del marco teórico en algo que yo le llamare Schrödinger simplificado esto porque intentare describir dicha ecuación desde su formulación hasta su aplicación, del cual le pido disculpas de antemano profesor y futuros lectores espero, si mi pobre explicación no es capaz de explicar claramente. – en verdad es muy difícil-.
Bueno comenzaremos en 1925 cuando Heisenberg, su mecánica matricial y el intento de describir todo en el universo.
A aquí es donde comenzaremos con el problema porque para los físicos de aquella época la formulación de Heisenberg no les cuadraba. Desde sus suposiciones de las que partía como por la complejidad matemática y la dificultad de traducir las matemáticas a algo relacionado con el mundo real -que siempre ha sido el objetivo de los físicos-, así que no bastaba lo que se tenía. Muchos intentaron buscar el simplificar lo que heisenberg había hecho pero no fue hasta que Erwin Rudolf Josef Alexander Schrodinger apareció.
He aquí la cita que shcrodinger menciono: Conocía la teoría [de Heisenberg], por supuesto, pero me sentía descorazonado, por no decir repelido, por los métodos de álgebra trascendente, que me parecía muy complicada, y por la imposibilidad de visualización.
Así que schcrodinger comenzó con su intento de simplificar y tener una formulación más exacta y fácil
Heisenberg basa su teoría en el concepto de Planck y Bohr. La formulación de Heisenberg es, por lo tanto, una especie de afirmación en lenguaje matemático de que “todo es partículas”, y la consecuencia de esa cuantización de todo es el principio de incertidumbre. (Que hasta el momento en lo visto en clase como nos ha fastidiado – por decirlo de alguna manera.-)
Como nosotros ya sabemos las matemáticas tienen el objetivo de describir los fenómenos físicos de nuestra tierra y el universo, ese era el gran problema con Heisenberg porque describir la naturaleza es difícil y aun más la energía. Ahora para poder entender lo que Heisenberg describía con su formulación vamos a observar la materia, (es fácil) pero observemos la energía - ¿¡¡?¿¡¡? solo vemos la reacción que provoca – ahora para poder describir por medio de formulas lo difícil de observar , ya entendemos el gran problema de Heisenberg. La solución de Schrodinger fue basarse en todo lo contrario a lo de Heisenberg: sí, las ondas son partículas, pero las partículas son también ondas. Donde Heisenberg hace énfasis en la cuantización, Schrodinger lo hace en la naturaleza ondulatoria.
Claro que para poder schrodinger llegar a su ecuación de onda tuvo que probar primero con ecuaciones de onda reales sin tener resultados favorables
¿Pero porque se complico la formulación si anteriormente ya se contaban con las ecuaciones de maxwell?, y estas se pueden expresar en materiales entonces de acuerdo con la hipótesis de Louis de Broglie, la materia es también ondulatoria: las partículas son ondas. ¿No sería entonces posible tratarlas matemáticamente como tales, y obtener ecuaciones de onda igual que las de Maxwell, pero para la materia? Estas deberían de ajustarse ala física clásica, a las leyes de newton. Pero ¿…?
Bueno claro está que una sola persono no basta para poder hacer algo realmente grande así que Planck y de Broglie ya habían puesto su granito de arena para que schrodinger intentara cumplir con su objetivo. Planck, nos dice que la energía de una partícula oscilante era proporcional a su frecuencia; y de Broglie, la longitud de onda de una partícula material en movimiento era inversamente proporcional a su velocidad. Solo faltaba que shcrodinger las manipulara.
Como ya había mencionado antes Schrodinger se puso a trabajar intentando con distintas funciones de onda sin encontrar buenos resultados hasta que encontró una que cumple perfectamente con lo que debe de cumplir, pero casualmente esta función no era real sino compleja.
La función de onda que propone schrodinger es compleja, sin embargo cuando la utiliza para experimentos funciones reales estas se comportaban bien y además estos concordaban con el resultado esperado según la lógica en la física
Básicamente, la manera en la que la función de onda y la ecuación de Schrödinger describen la realidad es de la siguiente manera:
· Se establecen las condiciones del sistema. Estas condiciones constituyen algunas de las variables en la ecuación de Schrödinger, y “construyen” la ecuación.
· Se resuelve la ecuación de la onda, lo cual da una solución (o más de una)
· Se manipula la función de onda matemáticamente para obtener información sobre la partícula en Estos resultados sí son números reales, aunque la función no lo sea.
La interpretación de Schrödinger tenía dos problemas fundamentales: el primero tenía que ver con la naturaleza compleja de la función de onda. La densidad de carga o de masa en una región del espacio es algo medible, pero entonces ¿por qué la función era compleja?
Claro que schrodinger había intentado antes con funciones reales sin encontrar buenos resultados pero le parecía incomoda la idea de que su formulación fuese necesariamente compleja.
Bueno al igual que Heisenberg.la formulación de Schrodinger tenía problemas pero hubo una persona que alzo la mano para solucionarlo Max Born.
Como ya sabemos Schrödinger intentaba solucionar el problema de la ideterminacion de lo no solucionable o simplemente de simplificar y tener un sustento científico de lo que Heisenberg había encontrado pero con la llegada de born todo esto sele bino abajo yaque born decía que no se podía saber donde se localizaría la particula sino que probablemente estaría ahí. Schrödinger decía que la función de onda describe lo que el electrón es, mientras que la interpretación de Born afirma que la función de onda contiene la información sobre lo que probablemente mediré cuando observe el electrón. Pero Schrödinger, como Einstein, se oponía a esta idea de que la realidad es algo incognoscible de manera absoluta, he aquí a Einstein aunque no hablare de el sabemos que Einstein se caracterizaba por tratar de fundamentar todo con un lenguaje matemático
Los campos de onda de de Broglie-Schrödinger no debían interpretarse como la descripción matemática de cómo se produce un suceso realmente en el tiempo y el espacio aunque, por supuesto, se refieren a ese suceso. Más bien son una descripción matemática de lo que realmente conocemos sobre el sistema. Sirven únicamente para realizar afirmaciones estadísticas y predicciones de los resultados de todas las medidas que podemos realizar sobre el sistema
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